煉油廠催化裂化裝置煙氣污染物的治理與建議

高燕清，葉 遙，張 馳

（吉林石化公司煉油廠，吉林吉林 132002）

煉油廠催化裂化裝置煙氣污染物的治理與建議

高燕清，葉 遙，張 馳

（吉林石化公司煉油廠，吉林吉林 132002）

人類對石油產(chǎn)品的需求越來越大，進而導致催化裂化裝置產(chǎn)生煙氣中SOX、NOX和PM10的排放持續(xù)升高，已經(jīng)無法達到日益完善的環(huán)保標準，采取必要手段凈化煙氣已是迫在眉睫。

石油提煉；催化裂化；煙氣凈化

1 催化裂化裝置在煉油行業(yè)中重要性

石油是世界公認的“液體黃金”，也是國民經(jīng)濟的命脈。隨著我國現(xiàn)代化工業(yè)的迅速發(fā)展，對石油產(chǎn)品的需求量越來越大。提高石油提煉效益的根本在于原油的最大輕質(zhì)化，現(xiàn)在流行的催化裂化技術解決了蒸餾技術產(chǎn)品收率低和無法提煉重油的問題。進一步增加原油的利用率仍將是現(xiàn)代石油產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向，因此，原油的大量開發(fā)提煉是不可避免的，在此過程中催化裂化裝置更是處于極其關鍵的地位。

單從石油提煉實用技術角度來看，催化裂化裝置的運行模型相對靈活，在實際生產(chǎn)過程中通過使用不同催化劑和操作模式就可以實現(xiàn)高辛烷值汽油、柴油以及液化氣的最大產(chǎn)量，進而滿足市場的需求，由此可見，催化裂化是極其關鍵的石油轉(zhuǎn)化技術，其在現(xiàn)代煉油工業(yè)中的地位是無可替代的。

2 催化裂化裝置中煙氣污染物凈化措施

催化裂化裝置排放煙氣中的主要污染物是SOX、NOX和PM10等成分，這些成分進入大氣中會對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成嚴重影響。為達到經(jīng)濟與環(huán)境的同步，對催化裂化裝置中煙氣污染物凈化已是亟需解決的問題[1]。

2.1 煙氣污染物中SOX的凈化技術

根據(jù)相關資料，石油提煉工藝中SOX排放量占總的SOX排放量的比例約為6%～7%，其中經(jīng)過催化裂化裝置而排出的SOX就占到了5%左右。SOX分子并不能穩(wěn)定存在，非常容易跟空氣中的H2O結合，進而形成酸雨，嚴重影響當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。目前比較成熟的催化裂化煙氣凈化以下述三種為主：原油加氫預處理、煙氣硫轉(zhuǎn)移助劑和濕法煙氣洗滌技術。

2.1.1 原油加氫預處理技術

催化裂化裝置所用原料非常廣泛，主要有VGO、CGO、AR和VR等。該技術主要由兩部分組成，分別是蠟油加氫預處理和渣油加氫預處理，前者的作用是脫硫和改變物質(zhì)本質(zhì)；后者的主要作用是降低S、N、重金屬和殘?zhí)?，同時去除瀝青質(zhì)和膠質(zhì)。總體來說，原料油加氫預處理的本質(zhì)是將非烴類分子中的S，N，O相應的轉(zhuǎn)化為H2S，NH3，H2O，從而達到去除SOX的目的。

2.1.2 煙氣硫轉(zhuǎn)移助劑技術

煙氣硫轉(zhuǎn)移助劑體系由預熱器、再生器和分離器三部分組成。相關化學反應如下所示：

在生產(chǎn)過程中經(jīng)過脫硫技術后可以將煙氣中含有的SOX以S單質(zhì)的形態(tài)回收，從而達到降低SOX的目的。同時煙氣硫轉(zhuǎn)移劑本身也被還原，經(jīng)過循環(huán)裝置重新發(fā)揮催化SOX排放的作用。

2.1.3 濕法煙氣洗滌技術

目前世界上比較成熟的適用于催化裂化裝置濕法煙氣洗滌技術以下面幾種為主導：EDV技術、Labsorb技術、WGS技術和Cansolv技術等。濕法煙氣洗滌技術主要分為拋棄法和回收法。所謂拋棄法就是把最后生成的含硫化合物作為垃圾而丟棄，這種方法的優(yōu)勢在于操作簡單，投資較少，不足之處在于其可能會產(chǎn)生二次污染；而回收法則是把含硫產(chǎn)物進行回收利用，這種方法的優(yōu)勢在于可以使硫循環(huán)利用，不足之處是需要較高的前期投資。然而，實際工業(yè)生產(chǎn)中應該具體問題具體分析。

2.2 煙氣污染物中顆粒物的凈化技術

催化裂化裝置在排放的SOX、NOX的同時還造成了嚴重的粉塵污染。對此，相關部門必須采取有效的凈化措施。目前適用于催化裂化裝置上相對成熟的煙氣粉塵凈化技術以旋風分離器、煙氣濕法洗滌和靜電除塵技術為主導。

（1）旋風分離器的工作原理是讓氣體沿著切線方向進入分離器中，并使其旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的過程中氣流中的粉塵在離心力的作用下向壁面處偏移，最后在重力的作用下沿著壁面落入灰斗，從而達到收集粉塵的目的。

（2）煙氣濕法洗滌技術的除塵機理主要表現(xiàn)在兩方面：其一，氣流中的粉塵在與水接觸的過程中被水滯留；其二，被水滯留的粉塵會自行聚攏，進而形成泥漿。目前比較流行的煙氣濕法洗滌技術有以下兩種，EDV技術和WGS技術。

（3）靜電除塵技術的基本原理是使氣流通過人為制造的電磁場，氣流中的帶電粉塵會與電場作用，從而實現(xiàn)固定粉塵的目的。

2.3 煙氣污染物中NOX的凈化技術

NOX也就是我們常說的氮氧化合物，NOX排放到空氣中后會形成酸雨和光化學污染，甚至會破壞臭氧層，對人類的生態(tài)環(huán)境造成很大的影響。經(jīng)過光化學污染將造成臭氧層的破壞，是目前最主要的大氣污染物之一。應用最廣的技術是脫NOX助劑技術。該技術的本質(zhì)化學反應如下：

3 總結

隨著我國對石油產(chǎn)品需求的不斷增加，生產(chǎn)過程中催化裂化裝置產(chǎn)生的煙氣凈化問題已經(jīng)成為制約發(fā)展的瓶頸。為了進一步實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標，各部門和科研機構應該加大相關方面的研究，從而更好地解決煙氣凈化問題。

[1] 劉忠生，林大泉.催化裂化裝置排放的二氧化硫問題及對策[J].石油煉制與化工，1999，30（3）：44.

S u g g e s t i o n s o n F l u e G a s P o l l u t a n t s i n C a t a l y t i c C r a c k i n g U n i t o f R e f i n e r y

Gao Yan-qing，Ye Yao，Zhang Chi

The demand for petroleum products is increasing，which leads to the continuous increase of SOX，NOX and PM10 emissions in the flue gas produced by the catalytic cracking unit.It has been unable to meet the increasingly perfect environmental standards and take the necessary means to purify the fl ue gas.Imminent.

petroleum ref i ning；catalytic cracking；f l ue gas purif i cation

X742

B

1003-6490（2017）08-0060-01

2017-06-09

高燕清（1982—），男，吉林吉林人，工程師，主要從事設備管理工作。